流体力学作业答案

3.13管路AB在B点分为两支，已知Ad=45cm，Bd=30cm，Cd=20cm，Dd=15cm，Av=2m/s，Cv=4m/s，试求Bv，Dv。解：由公式constQAu得AABBAvAv，得224.5m/sAAAABBBAvdvvAdAACCDDAvAvAv，得22210.9m/sAACCAACCDDDAvAvdvdvvAdABCD122331abcdQQQQQ0题3.13图题3.14图3.14送风管的断面面积为50cm×50cm，求通过a,b,c,d四个送风口向室内输送空气。已知送风口断面面积为40cm×40cm，气体平均速度为5m/s，试求通过送风管过流断面1-1、2-2、3-3的流速和流量。解：由于a,b,c,d四个送风口完全相同，则014abcdQQQQQ流断面1-1、2-2、3-3的流量分别为：11034bcdQQQQQ，22012cdQQQQ，33014dQQQ由124AvAv，得四个送风口的流速为12.8m/sv由12111AvAvAv得，断面1-1流速121119.6m/sAvAvvA由121222AvAvAv得，断面2-2流速1222126.4m/sAvAvvA断面3-3流速23313.2m/sAvvA4.2如图所示，水流过长直圆管的A、B两断面，A处的压头比B处大45m，试问：(1)水的流动方向？(2)水头损失fh？设流动不可压，一维定常流，H=50m。（压头为p/γ）解：（1）假定流体从A到B，伯努利方程2211221222fpupuzzhgg流动不可压缩，一维定常流，则1212fppzzh水头损失12125m0fpphzz，则表明流体的流动是从B到A（2）水头损失fh=5m题4.2图4.4某一压力水管安有带水银比压计的毕托管，比压计水银面高差△h=2cm，求A点的流速uA。解：A点的流速2113.62(1)29.80.02(1)2.22m/s1AughuΔh汞题4.4图4.5设用一附有水银压差计的文丘里管测定倾斜管内水流的流量。已知d1=0.10m，d2=0.05m，压差计读数h=0.04m，文丘里管流量系数=0.98，试求流量Q。解：流量321212(1)0.01425m/s1dghQA1d221h汞d124.8流体从长的狭缝流出，冲击一斜放的光滑平板，如图所示，试求流量分配及作用在平板上的力。（按理想流体计），不计水流重力，已知v0，A0，。解：建立直角坐标系O-xy，Ox轴沿光滑平板斜向上，Oy轴垂直于平板斜向左上列质量守恒方程：000102vAvAvA，即012AAA①同时，取0-0，1-1和2-2截面间的控制体，列x方向的动量守恒方程（因忽略摩擦力，所以0xF）：112200cosxmmmFqvqvqv即222112200cos0vAvAvA②通过式①和②可得到)cos1(201AA，)cos1(202AA对控制体，列y方向的动量守恒方程：000sinymFqv即作用在平板上的力为：200sinyFvA4.11流量0015.0vqm3/s的水流过45o的收缩弯管水平放置，弯管进口直径d1005.m，压力241mN104p，弯管出口直径d20025.m。设流动定常，无摩擦，求水流对弯管壁的作用力？解：建立直角坐标系O-xy，Ox轴水平向右，Oy轴竖直向上110.764m/sQvA，223.057m/sQvA对面1—1、2—2列Bernoulli方程22112222pvpvgggg，得235616.18Pap水流对弯管壁x、y方向的作用力分别为：1121222(cos)76.4N(sin0)20.7NxyFpAqvqvFpAqv水流对弯管壁的作用力为79.16NxyFFF6.14一薄壁圆形孔口恒定射流，孔口直径d=10mm，水头H=2m，垂直收缩系数ε=0.63，流量系数μ=0.62，求泄流量Q。解：由于是恒定射流，所以243d223.0510m/s4dQCAgHgH6.16如图所示，蓄水池长L=10m，宽b=5m，在薄壁外开一d=40cm的小孔，孔中心处的水头为3.0m。求水面降至孔口中心处所需的时间。解：由于泄空口直径较大，取流量系数Cd=0.72200d1dd1d14d2444.76s2242hhAzbLbLtzHCAgzCgdzCdg6.19如图所示，油槽车的油槽长为L，直径为D，油槽底部设卸油孔，孔口面积为A，流量系数为μ。试求该车充满后所需的卸空时间。解：高度为z处长方形断面面积)(zA222()22()242DDAzLxLzLRDz根据已有公式20001()d122dd222hhhAzzLRDzLtzDzzAgzAgzAg3320224()3232DLLDDzAgAg